Los investigadores de la Universidad de Harvard y el Boston Children's Hospital han desarrollado un robot blando personalizable que se ajusta alrededor de un corazón y lo ayuda a latir, abriendo potencialmente nuevas opciones de tratamiento para las personas que sufren de insuficiencia cardíaca.
La funda robótica suave se tuerce y comprime en sincronía con un corazón que late, aumentando las funciones cardiovasculares debilitadas por la insuficiencia cardíaca. A diferencia de los dispositivos disponibles actualmente que ayudan a la función cardíaca, la funda robótica suave de Harvard no entra en contacto directo con la sangre. Esto reduce el riesgo de coagulación yelimina la necesidad de que un paciente tome medicamentos anticoagulantes potencialmente peligrosos. El dispositivo algún día podrá ayudar a un paciente a trasplantar o ayudar en la rehabilitación y recuperación cardíaca.
"Esta investigación demuestra que el creciente campo de la robótica blanda puede aplicarse a las necesidades clínicas y potencialmente reducir la carga de enfermedad cardíaca y mejorar la calidad de vida de los pacientes", dijo Ellen T. Roche, primera autora y ex doctora del artículo.estudiante de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard SEAS y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada de la Universidad de Harvard. Roche actualmente es becaria postdoctoral en la Universidad Nacional de Irlanda.
La investigación, publicada en Medicina traslacional de la ciencia , fue una colaboración entre SEAS, el Instituto Wyss y el Boston Children's Hospital.
"Este trabajo representa un resultado emocionante de la prueba de concepto para este robot blando, lo que demuestra que puede interactuar de manera segura con los tejidos blandos y conducir a mejoras en la función cardíaca. Visualizamos muchas otras aplicaciones futuras donde dichos dispositivos pueden administrar mecanoterapia tanto dentro como fueradel cuerpo ", dijo Conor Walsh, autor principal del artículo y profesor asociado de ingeniería y ciencias aplicadas John L. Loeb en SEAS y miembro principal de la facultad en el Instituto Wyss.
La insuficiencia cardíaca afecta a 41 millones de personas en todo el mundo. Hoy en día, algunas de las opciones para tratarla son las bombas mecánicas llamadas dispositivos de asistencia ventricular VAD, que bombean sangre desde los ventrículos hacia la aorta y el trasplante de corazón. Mientras que los VAD mejoran continuamente,los pacientes todavía tienen un alto riesgo de coágulos sanguíneos y derrames cerebrales.
Para crear un dispositivo completamente nuevo que no entre en contacto con la sangre, los investigadores de Harvard se inspiraron en el corazón. La delgada funda de silicona utiliza actuadores neumáticos suaves colocados alrededor del corazón para imitar las capas musculares externas del corazón de los mamíferos.Los actuadores tuercen y comprimen la manga con un movimiento similar al del corazón que late.
El dispositivo está conectado a una bomba externa, que utiliza aire para alimentar los actuadores suaves.
El manguito se puede personalizar para cada paciente, dijo Roche. Si un paciente tiene más debilidad en el lado izquierdo del corazón, por ejemplo, los actuadores pueden ajustarse para brindar más asistencia en ese lado. La presión de los actuadores puedetambién aumenta o disminuye con el tiempo, a medida que evoluciona la condición del paciente.
La manga se une al corazón usando una combinación de un dispositivo de succión, suturas y una interfaz de gel para ayudar con la fricción entre el dispositivo y el corazón.
Los ingenieros de SEAS y Wyss trabajaron con cirujanos en el Boston Children's Hospital para desarrollar el dispositivo y determinar las mejores formas de implantar el dispositivo y probarlo en modelos animales.
"El campo cardíaco se había alejado de la idea de desarrollar compresión cardíaca en lugar de VAD de bombeo de sangre debido a limitaciones tecnológicas, pero ahora con los avances en la robótica suave es hora de regresar", dijo Frank Pigula, un cirujano cardiotorácico y co-autor correspondiente del estudio, quien anteriormente fue director clínico de cirugía cardíaca pediátrica en el Boston Children's Hospital y ahora es miembro de la facultad en la Universidad de Louisville y jefe de división de cirugía cardíaca pediátrica en el Hospital Infantil Kosair. "La mayoría de las personas con insuficiencia cardíaca todavía tienenqueda algo de función; un día, la funda robótica puede ayudar a que su corazón funcione lo suficientemente bien como para que se pueda restaurar su calidad de vida ".
Se necesita hacer más investigación antes de que la manga se pueda implantar en humanos, pero la investigación es un primer paso importante hacia un robot blando implantable que puede aumentar la función de los órganos.
"Esta investigación es realmente significativa en este momento porque cada vez más personas sobreviven a los ataques cardíacos y terminan con insuficiencia cardíaca", dijo Roche. "Los dispositivos robóticos blandos son ideales para interactuar con los tejidos blandos y brindar asistencia que puede ayudar conaumento de la función, y potencialmente incluso curación y recuperación "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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